что такое синфазность вводов

Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей.

Приложение

В этом разделе мы рассмотрим использование предлагаемой схемы в составе системы управления промышленным двигателем с питанием 150 В (рисунок 2).

Рис. 2. Схема измерения тока промышленного двигателя

Максимальный ток, потребляемый двигателем, составляет 100 А. Таким образом, при использовании измерительного шунта с сопротивлением 0,1 мОм максимальное значение напряжения Vsense составит 10 мВ. Максимальное выходное напряжение Vo зависит от напряжения Vsense и выходного тока, протекающего через R4. Поскольку для оцифровки напряжения Vo используется встроенный АЦП микроконтроллера STM32 с питанием 3,3 В, то максимальное значение Vo не должно превышать 3,3 В.

Коэффициент усиления всей системы определяется по формуле 2:

Для правильной работы системы необходимо тщательно выбирать номиналы резисторов.

Транзистор должен работать с низким |Vgs|, чтобы не насыщать выход OP1. При увеличении тока |Ids| напряжение |Vds| уменьшается, поэтому |Vgs| должен увеличиваться при уменьшении Vs. Таким образом, напряжение затвора ограничивается нижним порогом насыщения OP1 (Vcc_L) при высоком токе Ids (формула 3):

$$\left |V_ \right | Читайте также: Типы электроустановок по условиям электробезопасности

Здесь εα – это точность резисторов (R1, R2, R3, R4), а εRshunt – точность измерительного шунта. Можно заметить, что резистор R2 оказывает большее влияние на погрешность, чем другие резисторы. Следовательно, номинал R2 должен быть как можно ниже. В случае с TSZ121 рекомендуемое значение R2 составляет 10 кОм.

Для измерительной схемы, изображенной на рисунке 2, при использовании резисторов с отклонением 1% полная ошибка усиления составит 2,2%. Для получения более высокой точности следует выбирать резисторы с разбросом 0,1%. В этом случае погрешность усиления составит 0,22%.

Обратите внимание, что ошибка, вызванная отклонением сопротивления шунта, добавляется к общей ошибке усиления. Другими словами, если отклонение шунта будет 1%, то ошибка усиления будет больше на 1%.

С учетом вышесказанного можно дать следующие рекомендации:

Влияние входного напряжения смещения (Vio)

Вторым источником погрешности, который необходимо учитывать, является входное напряжение смещения ОУ (Vio). TSZ121 – усилитель со стабилизацией прерыванием, поэтому его напряжение смещения имеет очень малое значение, составляющее 8 мкВ во всем диапазоне рабочих температур. Тем не менее, даже это небольшое смещение оказывается критичным при работе с низкими токами.

Передаточная функция с учетом Vio описывается формулой 6:

Vio1 – входное напряжение смещения первого операционного усилителя (OP1);

Vio2 – входное напряжение смещения второго операционного усилителя (OP2).

Поскольку TSZ121 имеет чрезвычайно малое входное напряжение смещения, то слагаемое Vio2 в формуле 6 можно опустить.

На рисунке 3 представлен график зависимости полной погрешности от входного напряжения Vsense для схемы, изображенной на рисунке 2, во всем диапазоне температур.

Рис. 3. Выходная ошибка при различных напряжениях Vsense

Полная ошибка

Чтобы оценить полную ошибку на выходе схемы, необходимо учесть погрешность от разброса сопротивлений резисторов и погрешность, вызванную напряжением смещения ОУ. Расчет выходного напряжения для такого случая может быть выполнен в соответствии с формулой 7:

Ниже на рисунках 4, 5, 6 и 7 изображены зависимости полной ошибки схемы от входного напряжения Vsense при использовании резисторов с отклонением 1% или 0,1%.

На рисунках 4 и 5 представлены графики зависимости полной ошибки схемы от входного напряжения Vsense без учета погрешности шунта.

Рис. 4. Полная погрешность измерений при использовании резисторов с разбросом 1%

Рис. 5. Полная погрешность измерений при использовании резисторов с разбросом 0,1%

На рисунках 6 и 7 представлены графики зависимости полной ошибки схемы от входного напряжения Vsense с учетом погрешности шунта.

Рис. 6. Полная погрешность измерений при использовании резисторов с разбросом 1% и шунта Rshunt с разбросом 1%

Рис. 7. Полная погрешность измерений при использовании резисторов с разбросом 0,1% и шунта Rshunt с разбросом 1%

Влияние синфазного напряжения на выходное напряжение.

Обратимся к схеме (рис. 1.141), в которой имеется только синфазный сигнал uсф(uдиф= 0). Изобразим типичный график зависимости uвых от uсф для операционного усилителя (рис. 1.142).

Если модуль |uсф| сравнительно мал, то синфазный сигнал слабо влияет на напряжение u вых. Иначе его влияние, как следует из графика, может быть очень существенным. Если синфазный сигнал оказывается чрезмерно большим по модулю, то операционный, усилитель может выйти из строя. Влияние синфазного сигнала при его малых по модулю значениях характеризуют коэффициентом усиления синфазного сигнала Kсф и коэффициентом ослабления синфазного сигнала Kос сф:Kсф= uвых/ uсф Kос сф=K/Kсф Коэффициент K всегда положителен. Коэффициенты Kсф и K ос сф могут быть как положительными, так и отрицательными. Но в справочных данных обычно указывают модули этих коэффициентов. Модуль коэффициента Kсф обычно близок к единице, поэтому модуль коэффициента Kос сф обычно такого же порядка, что и коэффициент K. Коэффициент Kос сф часто измеряют в децибелах, обозначая его в этом случае через Kос сфдБ:Kос сф дБ= 20 · log | Kос сф|Например, для операционного усилителя типа К140УД1Б при напряжении питания ±12,6 В синфазный сигнал uсф должен лежать в пределах −6 …+6 В. Для этого усилителя коэффициент Kос сфдБ: не меньше 60 дБ. Это означает, что модуль |Kос сф| не меньше 1000.

Практические результаты

На рисунке 8 представлен реальный график зависимости полной ошибки схемы, изображенной на рисунке 2, от входного напряжения Vsense. В схеме использовались резисторы с отклонениями 1%. Размах Vsense составил 1…10 мВ.

Рис. 8. Погрешность измерений при 25°C

При проведении испытаний не учитывалась погрешность сопротивления измерительного шунта.

Источник

В чем разница между дифференциальным и синфазным током

Радиопомехи, возникающие при работе электронного оборудования, могут быть вызваны дифференциальным или синфазным токами (см. рисунок).

Всем известно, что постоянный ток течет по замкнутому проводящему контуру. Однако и по разомкнутой цепи ток тоже протекает, но только до того момента, пока не сравняются потенциалы на концах линии. Правда происходит это чрезвычайно короткий момент времени, т.к. электромагнитное взаимодействие распространяется в проводнике со скоростью, близкой к скорости света.

При включении схемы возникают переходные токи равной величины, но направленные противоположно. Когда достигается равновесие, они пропадают. Если используется источник переменного тока, а цепь изолирована и разомкнута, контур замыкается за счет паразитной емкости между прямым и обратным проводом. Ток смещения протекает через нее и возвращается в источник. Если источник переменного тока замкнут на нагрузку, прямой и обратный токи равны, но разнонаправлены. Рассмотренные токи называются дифференциальными и показаны зеленым цветом на рисунке. Для устройств связи это нормальный режим работы.

Если проводящий контур не изолирован и расположен вблизи с другими цепями или шиной земли, то между проводниками и землей возникают дифференциальные напряжения. Это, в частности, приводит к тому, что на земляной шине возникает разность потенциалов, что, в свою очередь, порождает паразитные токи в сигнальных цепях. Это явление возникает из-за паразитных связей или несбалансированности дифференциальных линий.

Токи, текущие в одном направлении по нескольким проводникам, называются синфазными (отмечены красным на рисунке). В телекоммуникационной отрасли такой режим получил название продольной волны (longitudinal mode.).

Когда паразитная емкость замыкает дифференциальный или синфазный контур, ток становится функцией частоты. По мере роста частоты или увеличения длины проводника емкостное сопротивление уменьшается. На низких частотах емкостное сопротивление равно Xc = 1/jωC. Соответственно, полное сопротивление контура будет настолько большим, что ток смещения будет очень мал. Например, при частоте 10 кГц сопротивление емкости 1000 пФ составляет Xc=15 923 Ом, а при частоте 1 ГГц – всего 159 мОм. Чем больше ток, тем сильнее радиочастотное излучение, за исключением случая, когда размер схемы на частоте излучения приближается к резонансной длине равной λo/10.

Хотя синфазный ток, как правило, меньше дифференциального, площадь его контура настолько больше, что он имеет большее значение, чем дифференциальный. Поскольку синфазный ток может возникать одновременно в нескольких цепях и на шине земли, с ним трудно бороться. При проектировании схемы необходимо принимать меры для предупреждения возникновения синфазных токов.

Источник

Роль диапазона входного синфазного напряжения при выборе операционного усилителя

Диапазон входного синфазного напряжения — важный параметр операционных усилителей (ОУ). В статье рассмотрены варианты работы усилителя, когда входной сигнал выходит за его рамки.

Основными параметрами при подборе модели ОУ являются напряжение питания, произведение коэффициента усиления на ширину полосы пропускания, скорость нарастания выходного напряжения, входное шумовое напряжение. Однако не менее важное значение имеет диапазон входного синфазного напряжения — ключевой параметр для любого ОУ, пренебрежение которым может привести к непредсказуемому поведению усилителя.
Возможно, многие имели дело с ситуацией, когда выходной сигнал ОУ не соответствовал ожидаемому. Причиной нежелательных сигналов на выходе мог быть неправильный подбор номиналов в выходном каскаде. Например, слишком большая выходная емкость может вызывать колебания или срезание импульсов до того, как их амплитуда достигнет максимального значения, если размах сигнала выходного каскада меньше максимального напряжения питания.
Странное поведение на выходе ОУ может быть связано не с выходным, а с входным каскадом, в случае если входной сигнал выходит за диапазон входного синфазного напряжения.

где V_{ICM R_MIN} — предел по отношению к отрицательному напряжению питания V_CC–, V_{ICM R_MAX} — предел по отношению к положительному напряжению питания V_CC+. (см. рис. 2). Когда напряжение превышает этот диапазон, усилитель может перейти в нелинейный режим.

Заметим, что введенные выше обозначения V_ICM и V_{ICM R} не являются общепринятыми и могут выбираться производителем произвольно (наиболее распространены варианты V_CM, V_IC и V_CMR).

Характеристики входного каскада усилителя зависят от применяемой технологии (КМОП, БПТ, полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом). В таблице 1 приведены примеры усилителей Texas Instruments. В графе «максимальный диапазон напряжения питания» приведены ограничения для случаев однополярного и двуполярного напряжений питания. Видно, что все усилители имеют разные диапазоны входного синфазного напряжения, причем оно может быть как больше, так и меньше размаха напряжения питания. Соответственно, значение данного параметра всегда необходимо брать из технической документации.

Наименование

Технология

Макс. напряжение
питания: двуполярное/однополярное, В

Источник

Синфазное входное напряжение

2.1.30. Синфазное входное напряжение V_IC

Среднее значение двух входных напряжений.

Смотри также родственные термины:

34 синфазное входное напряжение (операционного усилителя):

Напряжение между любым из входов операционного усилителя и общим выводом, совпадающее по амплитуде и фазе с напряжением между другим входом и общим выводом

Полезное

Смотреть что такое «Синфазное входное напряжение» в других словарях:

синфазное входное напряжение (операционного усилителя) — Напряжение между любым из входов операционного усилителя и общим выводом, совпадающее по амплитуде и фазе с напряжением между другим входом и общим выводом. [ГОСТ 18421 93] Тематики аналоговая и аналого цифровая выч.техн … Справочник технического переводчика

синфазное входное напряжение (операционного усилителя) — 34 синфазное входное напряжение (операционного усилителя): Напряжение между любым из входов операционного усилителя и общим выводом, совпадающее по амплитуде и фазе с напряжением между другим входом и общим выводом Источник: ГОСТ 18421 93:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

входное — входное: Давление газа на входе в устройство контроля пламени; Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 29108-91: Приборы полупроводниковые. Микросхемы интегральные. Часть 3. Аналоговые интегральные схемы — Терминология ГОСТ 29108 91: Приборы полупроводниковые. Микросхемы интегральные. Часть 3. Аналоговые интегральные схемы оригинал документа: 2.2.4.3. Время восстановления входного напряжения Интервал времени от заданного ступенчатого изменения… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 18421-93: Аналоговая и аналого-цифровая вычислительная техника. Термины и определения — Терминология ГОСТ 18421 93: Аналоговая и аналого цифровая вычислительная техника. Термины и определения оригинал документа: 51 амплитудная характеристика (операционного усилителя): Зависимость установившегося значения выходного напряжения… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Операционный усилитель — Содержание 1 История 2 Обозначения 3 … Википедия

Источник

• ← как узнать какого года системный блок
• Что такое полимеризация и поликонденсация →